转炉炼钢工艺 (第6/7页)

气体越多，炉渣的泡沫化程度越高，例如吹炼中期脱碳速度快，产生气体量大，容易出现炉渣严重泡沫化现象。

    （2）熔渣本身的发泡性即气体在渣中的存留时间。这是熔渣泡沫化的内部条件，它取决于熔渣的粘度和表面张力。炉渣的表面张力愈小，其表面积就愈易增大即小气泡愈易进入而使之发泡；增大炉渣的粘度，将增加气泡合并长大及从渣中逸出的阻力，渣中气泡的稳定性增加。

    泡沫渣的控制：

    转炉吹炼的初期和末期，因脱碳速度小而炉渣的泡末化程度较低，因而控制的重点是防止吹炼中期出现严重的泡沫化现象。通常是因枪位过高，炉内的碳氧反应被抑制，渣中聚集的(FeO)越来越多（内部条件具备），温度一旦上来便会发生激烈的碳氧反应，过量的CO气体充入炉渣（外部条件具备），使渣面上涨并从炉口溢出或喷出，形成所谓的喷溅。为此，生产中应是在满足化渣的条件下尽量低些，切忌化渣枪位过高和较高枪位下长时间化渣，以免渣中(FeO)过高。

    出钢前压枪降低渣中的(FeO)，破坏泡沫渣，以减少金属损失。

    渣料的用量：

    加入炉内的渣料主要是石灰和白云石，还有少量的萤石或氧化铁皮等熔剂。

    石灰用量的确定：

    1）首先根据铁水的硅、磷含量和炉渣碱度计算：

    （1）铁水含磷＜0.3%时，炉渣的碱度B=（?O）/（%SiO2）=2.8～3.2，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算：

    石灰用量（kg/t）=

    式中[%Si]——炉料中硅的质量分数；

    60/28——表示1kgSi氧化后可生成60/28（=2.14）kg的SiO2。

    例1某厂的铁水含磷0.25%、硅0.5%，冶炼所用石灰含CaO：86%，SiO2：2.5%，若炉渣碱度按3.0控制，求每吨铁水的石灰用量。

    解：石灰用量（kg/t）=

    （2）铁水含磷＞0.3%时，B=（?O）/（%SiO2） （%P2O5）=3.2～3.5，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算：

    石灰用量（kg/t）=

    式中的142/62表示每氧化1kg的磷可生成142/62（=2.3）kg的P2O5。

    2）其次根据冷却剂用量计算应补加的石灰量

    矿石含有一定数量的SiO2，每kg矿石需补加石灰的数量按下式计算：

    补加石灰量（kg/kg）=

    白云石用量的确定:

    白云石的加入量应根据炉渣要求的饱和MgO含量来确定。通常渣中MgO含量控制在8%～10%，除了加入的白云石含有外，石灰和炉衬也会带入一部分。

    理论用量W(kg/t)=

    实际用量W/=W－W灰－W衬

    熔剂的用量：

    萤石用量：尽量少用或不用，部标要求≤4kg/t。

    矿石用量：铁矿石及氧化铁皮也具有较强的化渣能力，但同时对熔池产生较大的冷却效应，其用量应视炉内温度的高低，一般为装入量的2～5%。

    渣料的加入方法：

    关于渣料的加入，关键是要注意渣料的分批和把握加入的时间。

    1）渣料分批

    目的：渣料应分批加入以加速石灰的熔化（否则，会造成熔池温度下降过多，导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣）。

    批次：单渣cao作时，渣料通常分成两批：1/2～2/3及白云石全部（冶炼初期炉衬侵蚀最严重）；1/2～1/3。

    2）加料时间

    （1）第一批渣料在开吹的同时加入。

    （2）第二批渣料，一般是在硅及锰的氧化基本结束、头批渣料已经化好、碳焰初起的时候（30吨的转炉开吹6min左右）加入（如果加入过早，炉内温度还低且头批渣料尚未化好又加冷料，势必造成渣料结团难化；反之，如果加入过晚，正值碳的激烈氧化时期，渣中的（∑FeO）较低渣料亦难化。问题的关键是正确判断炉况，头批渣料化好的标志是：火焰软且稳定，炉内发出柔和的嗡嗡声，喷出物为片状，落在炉壳上不粘贴；未化好的情况是：炉口的火焰发散且不稳定，炉内发出尖锐的吱吱声，喷出物是金属火花和石灰粒）。

    有的厂二批料分小批多次加入以利熔化，但最后一小批料必须在终点前3～4分钟加入。

    加速渣料的熔化。加速石灰溶解的措施：

    1）适宜的炉渣成分

    渣中的（FeO）是石灰溶解的基本熔剂，原因在于：

    （1）（FeO）可与CaO及2CaOSiO2作用生成低熔点的盐，能有效地降低炉渣的粘度，改善石灰溶解的外部传质条件；

    （2）（FeO）是碱性氧化渣的表面活性物质，可以改善炉渣对石灰的润湿性，有利于熔渣向石灰表面的孔中渗透，增大二者之间的接触面积；

    （3）Fe2 及O2－的半径是同类中最小的，扩散能力最强；

    （4）有足够的（FeO）存在时，可以避免石灰表面生成C2S而有利于石灰的溶解。

    因此，吹炼cao作中应合理地控制枪位，始终保持较高的（FeO）含量。(MnO)对石灰溶解的影响与（FeO）类似，生产中可在渣料中配加适量锰矿。

    2）较高的温度

    熔池温度高时，石灰入炉初形成的固态渣壳较薄；而且熔渣的粘度低溶解石灰的能力强。为此，入炉铁水的温度要尽量高，若铁水温度偏低应先低枪位提温。

    3）强化熔池的搅拌

    加强对熔池的搅拌，可以改善石灰溶解的外部传质过程，从而可加速石灰的溶解。复吹转炉的石灰溶解速度要比顶吹转炉的快，原因就在于复吹冶炼有底吹气体搅拌。

    4）改善石灰质量

    （1）提高石灰的活性度：增加石灰的气孔率，增大比表面积，有利于炉渣的渗透，可加快石灰溶解速度，同时，即使石灰表面生成2CaOSiO2外壳也不致密，易碎。

    （2）减小石灰的块度并进行预热：石灰入炉初形成的固态渣壳薄甚至消失。

    五、石灰溶解机理

    六、造渣方法

    七、温度制度

    o在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制。

    o转炉吹炼过程的温度控制相对比较复杂，如何通过加冷却剂和调和剂枪位，使钢水的升温和成分变化协调起来，同时达到吹炼终点的要求，是温度控制的关键。

    o热量来源：铁水的物理热和化学热，它们约各点热量来源的一半。